JP2019053200A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクの熱変形を原因とするマスクの破損や落下を抑制する。【解決手段】照射器２とワークＷとの間に配置されるマスク４を保持する棒状のマスク保持部材１０と、マスク保持部材１０を支持するフレーム２０とを備える光照射装置１において、マスク保持部材１０は、マスク４の熱変形に応じて移動自在にフレーム２０に支持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光照射装置に関する。

液晶基板等のワークを貼り合わせる工程に用いられる光照射装置が知られている。
この光照射装置は、照射光を遮光するマスクを真空吸着によって保持する保持バーと、保持バーを支持するフレームとを備えている（例えば、特許文献１参照）。保持バーは、棒状の石英ガラスで構成され、間隔を空けてフレームに固定されている。

特開２０１５−１９４５８２号公報

従来の保持バーは、マスクの自重による撓みを許容範囲に抑える取付ピッチで固定されており、照射光からの熱によってマスクが熱膨張した際に、保持バー間においてマスクに撓みが発生する。ワークの大型化等に伴って照射光量が増えるほど、マスクの撓み量が増加する。この撓み量が多いと、マスクがワークと接触して破損したり、撓みによる曲がりによって破損したり、保持バーとの接触不良による真空破壊によってマスクが保持バーから剥離し、落下したりする恐れがある。
そこで、本発明は、マスクの熱変形を原因とするマスクの破損や落下を抑制することを目的とする。

本発明は、照射器とワークとの間に配置されるマスクを保持する棒状のマスク保持部材と、前記マスク保持部材を支持するフレームとを備える光照射装置において、前記マスク保持部材は、前記マスクの熱変形に応じて移動自在に、前記フレームに支持されていることを特徴とする。

本発明は、上記光照射装置において、前記マスク保持部材は、このマスク保持部材の長手方向に直交する方向に間隔を空けて配置され、前記マスク保持部材は、このマスク保持部材の長手方向に直交する前記方向に移動自在に、前記フレームに支持されていることを特徴とする。

本発明は、上記光照射装置において、前記マスク保持部材は、前記マスクの長手方向に移動自在に支持されていることを特徴とする。

本発明は、上記光照射装置において、複数の前記マスク保持部材のうち、予め定めたマスク保持部材が前記フレームに固定され、残りのマスク保持部材が前記マスクの熱変形に応じて移動自在に支持されていることを特徴とする。

本発明は、上記光照射装置において、前記フレームに対し、前記マスク保持部材を移動自在に支持するレール部と、前記フレームに対し、前記マスク保持部材を基準位置に向けて付勢する付勢部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、マスク保持部材間でのマスクの撓みの発生が抑制され、マスクの熱変形を原因とするマスクの破損や落下が抑制される。

本発明の第一実施形態に係る光照射装置の構成を示す側面図である。 マスクホルダをマスクと共に上方から見た図である。 各マスク保持部材の端部を周辺構成と共に側方から示した図である。 本発明の第二実施形態に係る光照射装置の各マスク保持部材の端部を周辺構成と共に側方から示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る光照射装置１の構成を示す側面図である。
光照射装置１は、ワークＷに向けて光を照射する複数の照射器２と、各照射器２からワークＷに向かう光の一部を遮光するマスク４と、マスク４を保持するマスクホルダ６と、ワークＷを支持するステージ８とを有している。
ワークＷは、液晶パネル又は有機ＥＬ用パネル等の表示パネルを構成する２枚の光透過基板であり、これら光透過基板間にシール材となる光硬化性樹脂が介挿されている。各照射器２からの光で光硬化性樹脂が硬化することによって、光透過基板同士が貼り合わせられる。
ワークＷは長方形の板形状であり、図１及び後述する各図において、ワークＷの長手方向を符号Ｘで示し、ワークＷの短手方向を符号Ｙで示している。ワークＷの長手方向ＸとワークＷの短手方向Ｙとは互いに直交する関係である。

複数の照射器２は、ワークＷの上方にて、ワークＷの長手方向Ｘに間隔を空けて配置されている。照射器２は、光源２Ａと、光源２Ａからの光を反射して配光制御する反射鏡２Ｂと、光源２Ａ及び反射鏡２Ｂを収容する金属製の筐体２Ｃとを有している。
光源２Ａは、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等の紫外線を含む光を照射する放電ランプであり、ワークＷの短手方向Ｙに延びる棒状である。反射鏡２Ｂは、光源２ＡにおけるワークＷ側を除く領域を包囲し、かつ、光源２Ａの長軸方向に延びる楕円筒鏡である。この反射鏡２Ｂは、光源２Ａの光をワークＷの被照射面Ｗ１（ワークＷの上面に相当）に向けて反射する。
なお、複数の照射器２はワークＷの短手方向Ｙに間隔を空けて配置してもよい。

マスク４は、複数の照射器２の照射領域に延在する長方形の板状に形成され、ワークＷの照射不要な箇所を被覆し、遮光する。マスク４の長手方向はワークＷの長手方向Ｘと一致し、マスク４の短手方向もワークＷの短手方向Ｙと一致する。以下、説明を判り易くするため、マスク４の長手方向、及びマスク４の短手方向についても、符号Ｘ、Ｙを付して説明する。
マスク４には、光照射装置１の他の部材との位置合わせ用のアライメントマーク４Ａが設けられている。本構成では、マスク４のワークＷ側の面に、マスク４の短手方向Ｙに間隔を空けて２箇所のアライメントマーク４Ａを設けている。アライメントマーク４Ａは、例えば、印刷又は金属蒸着によってマスク４に設けられる。アライメントマーク４Ａの位置や数は適宜に変更可能である。

マスクホルダ６は、複数のマスク保持部材１０（保持バーとも称する）と、複数のマスク保持部材１０を保持するフレーム２０とを有している。
図２はマスクホルダ６をマスク４と共に上方から見た図である。
複数のマスク保持部材１０は、マスク４の長手方向Ｘに間隔を空けて配置され、マスク４の短手方向Ｙに延びる棒状部材である。これらマスク保持部材１０は、光を透過する透光部材である石英等で形成され、マスク４側に開口する溝１０Ａ（図１）を有し、溝１０Ａ内を真空にすることによってマスク４を吸着（真空吸着とも称する）し、保持する。これらマスク保持部材１０の取付ピッチＰＴ（長手方向Ｘに沿った間隔）は、マスク４の自重による撓みを許容範囲に抑える間隔に設定される。

フレーム２０は、マスク４の短手方向Ｙに間隔を空けてマスク４の長手方向Ｘに延びる２本の長手フレーム２１を有し、これら長手フレーム２１によって、各マスク保持部材１０の端部１２を各々支持する。つまり、各マスク保持部材１０は、一対の長手フレーム２１を架橋し、長手フレーム２１と上面視で交差する部位である端部１２が長手フレーム２１に支持される。
ステージ８は、ワークＷが載置される平板状の部材であり、マスク４の照射器２とは反対側（本実施形態では、下面側）に配置され、上昇及び下降する。これによって、ワークＷが照射位置と交換位置とに移動される。

次に、各マスク保持部材１０の支持構造を説明する。
図３は各マスク保持部材１０の端部１２を周辺構成と共に側方から示した図である。

複数のマスク保持部材１０の内、アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０の端部１２は、不図示の固定部材（例えば、ボルト）によってフレーム２０に固定される。本構成では、端部１２は、長手フレーム２１における照射器２側の面、つまり、上面に固定される。なお、端部１２の固定構造は公知の構造を広く適用可能である。

残りのマスク保持部材１０の端部１２は、個別のリニアガイド１４を介して長手フレーム２１の上面に各々固定される。各リニアガイド１４は、各マスク保持部材１０の端部１２をマスク４の長手方向Ｘに移動自在に案内するレール部として機能する直動機構である。換言すると、マスク保持部材１０は、このマスク保持部材１０の長手方向（短手方向Ｙに相当）に直交する短手方向（長手方向Ｘに相当）に移動自在に長手フレーム２１に支持される。

各リニアガイド１４は、各マスク保持部材１０の端部１２が固定されるスライダ１４Ｂと、このスライダ１４Ｂを、マスク４の長手方向Ｘに移動自在に支持するレール１４Ａとを備える。各レール１４Ａは、マスク４の長手方向Ｘに延在する形状に形成され、長手フレーム２１の上面に不図示の固定部材（例えば、ボルト）によって固定される。各レール１４Ａは、各マスク保持部材１０の上記取付ピッチＰＴに対応する間隔で長手フレーム２１に固定される。このため、各マスク保持部材１０は、上記取付ピッチＰＴに対応する位置（図３に示す基準位置ＰＸに相当）を基準にして長手方向Ｘに移動自在に支持される。

各レール１４Ａの長さは、各マスク保持部材１０の移動ストロークを規定する。本構成では、マスク４の長手方向Ｘにおける熱膨張量（本実施形態においては、１ｍｍ以下程度）に相当する移動ストロークを十分に確保する長さに形成される。また、長手フレーム２１には、各マスク保持部材１０を基準位置ＰＸに向けて付勢する複数のスプリングプランジャ１６（付勢部）が取り付けられている。

一対のスプリングプランジャ１６、１６は、各マスク保持部材１０における長手方向Ｘ両側にて、長手フレーム２１の上面に取り付けられている。長手方向Ｘの一方側（例えば、図３中、マスク保持部材１０の右側）に位置するスプリングプランジャ１６は、マスク保持部材１０を、長手方向Ｘの他方側（例えば、図３中、左側）に向けて付勢する。また、長手方向Ｘの他方側（例えば、図３中、マスク保持部材１０の左側）に位置するスプリングプランジャ１６は、マスク保持部材１０を、長手方向Ｘの一方側（例えば、図３中、右側）に向けて付勢する。
この構成によれば、マスク保持部材１０は、マスク４を保持していない場合、両側のスプリングプランジャ１６、１６からの付勢力が均等になる位置に保持される。これによって、マスク４が熱膨張していない場合（マスク４が照射器２からの光によって温度上昇する前の状態に相当）、マスク保持部材１０は、図３に示すように、基準位置ＰＸに保持される。

各スプリングプランジャ１６は同一構造である。本構成のスプリングプランジャ１６は、長手フレーム２１の上面に固定されたプランジャ本体部１６Ａと、プランジャ本体部１６Ａから長手方向Ｘに沿って突出するピン１６Ｂとを有する。プランジャ本体部１６Ａは、ピン１６Ｂを長手方向Ｘに沿って移動自在に支持するとともに、ピン１６Ｂを、プランジャ本体部１６Ａから突出する側に付勢するコイルスプリングを収容する。
図３に示すように、コイルスプリングによって付勢されるピン１６Ｂの先端がマスク保持部材１０に当接することによって、ピン１６Ｂによってマスク保持部材１０が長手方向Ｘに沿って押圧される。なお、スプリングプランジャ１６の構成は上記の構成に限定されない。

次に、照射器２からの光等の影響によりマスク４が熱膨張した場合を説明する。
アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０がフレーム２０に固定されているので、マスク４は、このマスク保持部材１０を中心として長手方向Ｘ両側へと膨張する。残りの非固定のマスク保持部材１０は、マスク４の長手方向Ｘに移動自在にフレーム２０に支持されるので、マスク４の熱膨張に応じて、アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０から離れる側に移動する。

この場合、この残りのマスク保持部材１０に着目すると、マスク保持部材１０に対し、アライメントマーク４Ａとは反対側に配置されたスプリングプランジャ１６は、そのマスク保持部材１０の移動に応じてピン１６Ｂが押し込まれる。一方、マスク保持部材１０に対し、アライメントマーク４Ａ側に配置されたスプリングプランジャ１６は、マスク保持部材１０の移動に応じてピン１６Ｂの突出量が増大する。なお、これらスプリングプランジャ１６は、マスク４の熱膨張によるマスク保持部材１０の移動を妨げず、マスク４が配置されない場合に、各マスク保持部材１０を基準位置ＰＸに向けて移動可能な付勢力に設定される。
したがって、マスク４が取り外されると、各スプリングプランジャ１６によって各マスク保持部材１０が直ちに基準位置ＰＸに戻される。
なお、マスク４が熱膨張していない状態で、両側ピン（アライメントマーク４Ａ側のピン１６Ｂと、アライメントマーク４Ａの反対側のピン１６Ｂ）の先端がマスク保持部材１０に接触して基準位置ＰＸに保持すればよく、上記構成に限定されない。このため、マスク４の熱膨張に伴ってマスク保持部材１０が移動した場合、アライメントマーク４Ａ側のピン１６Ｂとマスク保持部材１０との間に隙間が出来てもよい。

仮に、照射器２からの光照射が停止してマスク４の温度低下によるマスク４の熱収縮が生じた場合、マスク４の長手方向Ｘに沿う熱収縮に応じて、残りのマスク保持部材１０がアライメントマーク４Ａ側へと移動する。
このように、本構成では、マスク保持部材１０が、マスク４の長手方向Ｘに沿う熱変形（熱膨張、熱収縮のいずれも含む）に応じて移動するので、マスク４の熱変形量の分だけマスク保持部材１０間の距離が変動し、マスク保持部材１０間でのマスク４の撓みの発生が抑制される。したがって、マスク４がワークＷと接触して破損したり、撓みによる曲げによってマスク４が破損したり、真空破壊によってマスク４がマスク保持部材１０から剥離し、落下したりする事態を回避できる。

以上説明したように、本実施形態において、マスク４を保持する棒状の各マスク保持部材１０は、マスクホルダ６によって、マスク４の熱変形に応じて移動自在にフレーム２０に支持されている。マスク４の熱変形に応じてマスク保持部材１０が移動するので、マスク保持部材１０間でのマスク４の撓みの発生が抑制され、マスク４の熱変形を原因としたマスク４の破損や落下を抑制できる。

また、各マスク保持部材１０は、各マスク保持部材１０の長手方向に直交する短手方向に間隔を空けて配置され、短手方向に移動自在にフレーム２０に支持される。これにより、棒状のマスク保持部材１０の端部１２だけを移動自在に支持する比較的簡易な構成によって、マスク保持部材１０を移動自在に支持できる。また、棒状のマスク保持部材１０は、マスク４の長手方向に間隔を空けて配置されることが一般的であるので、この配置の場合に、マスク４に生じる熱変形のうち、相対的に熱変形量が多いマスク４の長手方向Ｘの熱変形に合わせてマスク保持部材１０を移動させることができる。したがって、マスク４の熱変形を原因としたマスク４の破損や落下を効果的に抑制できる。

さらに、複数のマスク保持部材１０のうち、アライメントマーク４Ａに最も近い予め定めたマスク保持部材１０がフレーム２０に固定され、残りのマスク保持部材１０がマスク４の長手方向Ｘに移動自在にフレーム２０に支持される。これにより、アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０によってマスク４を適正位置に保持しつつ、残りのマスク保持部材１０によってマスク保持部材１０間でのマスク４の撓みの発生を抑制できる。

また、光照射装置１は、フレーム２０に対し、マスク保持部材１０を移動自在にするレール部として機能するリニアガイド１４と、フレーム２０に対し、マスク保持部材１０を基準位置ＰＸに向けて付勢する付勢部として機能するスプリングプランジャ１６とを有する。これにより、リニアガイド１４によってマスク４の熱変形に応じてスムーズにマスク保持部材１０を移動できるとともに、マスク４をマスク保持部材１０から取り外した際に、スプリングプランジャ１６によってマスク４を基準位置ＰＸに迅速に戻すことが可能になる。

＜第二実施形態＞
図４は、本発明の第二実施形態に係る光照射装置１の各マスク保持部材１０の端部１２を周辺構成と共に側方から示した図である。第二実施形態は、スプリングプランジャ１６が、マスク保持部材１０におけるアライメントマーク４Ａの反対側だけに設けられる点が第一実施形態と異なっている。図４には、第一実施形態と同様の部分に同一の符号を付して示し、以下、異なる部分を説明する。
各スプリングプランジャ１６は、ピン１６Ｂによってマスク保持部材１０をアライメントマーク４Ａ側に付勢することによって、マスク保持部材１０を基準位置ＰＸ側に付勢する。各マスク保持部材１０はアライメントマーク４Ａ側にのみ付勢されるので、各マスク保持部材１０からマスク４を取り外した場合、各マスク保持部材１０が最もアライメントマーク４Ａ側に移動する。つまり、各マスク保持部材１０が最もアライメントマーク４Ａ側に移動した位置が基準位置ＰＸに設定される。

本構成においても、照射器２からの光等の影響によってマスク４が熱膨張した場合、マスク４は、アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０を中心として長手方向Ｘ両側へと熱膨張する。この場合、残りのマスク保持部材１０は、各スプリングプランジャ１６の付勢力に抗して基準位置ＰＸから、アライメントマーク４Ａの反対側へと移動する。
また、照射器２からの光照射が停止してマスク４の温度低下によるマスク４の熱収縮が生じると、マスク４の長手方向Ｘに沿う熱収縮に応じて、残りのマスク保持部材１０がアライメントマーク４Ａ側へと移動する。

このように、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、マスク４の熱変形に応じてマスク保持部材１０が移動するので、第一実施形態と同様に、マスク保持部材１０間でのマスク４の撓みの発生が抑制され、マスク４の熱変形を原因としたマスク４の破損や落下が抑制される、といった各種の効果が得られる。また、マスク４をマスク保持部材１０から取り外した際、スプリングプランジャ１６によってマスク４をアライメントマーク４Ａ側に付勢するので、基準位置ＰＸに戻すことも可能である。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において、各部材の配置位置を変更する等の任意の変形、及び応用が可能である。
例えば、上述した各実施形態では、マスク保持部材１０を、マスク４の長手方向Ｘに間隔を空けて配置した場合を説明したが、これに限定されない。例えば、マスク保持部材１０を、マスク４の短手方向Ｙに間隔を空けて配置し、マスク保持部材１０を、各マスク保持部材１０の長手方向に直交する短手方向に移動自在にしてもよい。

また、上述した各実施形態では、マスク保持部材１０を、マスク４の長手方向Ｘだけに移動自在にする場合を説明したが、これに限定されない。例えば、マスク保持部材１０を、さらに、マスク４の短手方向Ｙに移動自在にしてもよい。
また、上述した各実施形態では、アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０を固定する場合を説明したが、アライメントマーク４Ａに最も近いマスク保持部材１０に限定せず、いずれか１つのマスク保持部材１０を固定してもよい。また、マスク４の位置ずれが許容される場合、全てのマスク保持部材１０を、マスク４の熱変形に応じて移動自在にしてもよい。

１ 光照射装置
２ 照射器
４ マスク
４Ａ アライメントマーク
６ マスクホルダ
１０ マスク保持部材
１２ 端部
１４ リニアガイド（レール部）
１６ スプリングプランジャ（付勢部）
２０ フレーム
Ｗ ワーク
Ｘ マスクの長手方向
Ｙ マスクの短手方向

Claims (5)

1. 照射器とワークとの間に配置されるマスクを保持する棒状のマスク保持部材と、前記マスク保持部材を支持するフレームとを備える光照射装置において、
   前記マスク保持部材は、前記マスクの熱変形に応じて移動自在に、前記フレームに支持されていることを特徴とする光照射装置。
2. 前記マスク保持部材は、このマスク保持部材の長手方向に直交する方向に間隔を空けて配置され、
   前記マスク保持部材は、このマスク保持部材の長手方向に直交する前記方向に移動自在に、前記フレームに支持されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記マスク保持部材は、前記マスクの長手方向に移動自在に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
4. 複数の前記マスク保持部材のうち、予め定めたマスク保持部材が前記フレームに固定され、残りのマスク保持部材が前記マスクの熱変形に応じて移動自在に支持されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光照射装置。
5. 前記フレームに対し、前記マスク保持部材を移動自在に支持するレール部と、
   前記フレームに対し、前記マスク保持部材を基準位置に向けて付勢する付勢部とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光照射装置。

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